金型製造に金属 3D プリントを使用するとコストは高くなりますか?

1. 材料コスト：「材料廃棄物の削減」から「損失ゼロの積層造形」へ
従来の方法で金型を作るには引き算法が使用され、材料の 60% ～ 80% が失われます。一例として、車のバンパーの金型を作る古い方法では、1.2-メートル×0.8メートルの鋼鉄ブロックに穴を開ける必要があり、廃棄物は数百キログラムしか処理されません。金属3Dプリントは積層造形法のため、使用する材料の90％以上を使用し、残った粉末は3～5回リサイクルできるため、材料コストが40～60％削減されます。
事例検証: 家電製品を製造する会社は、標準金型と 3D プリント金型のコストを調査し、次のことを考え出しました。
金型鋼の価格は12万元ですが、その65％が加工時に廃棄されるため、実際の材料費はわずか8万元です。 3DプリントプロセスではH13金型鋼粉末が使用され、材料費も8万元かかります。ゴミが出ないため、リサイクル時の粉末ロスも含めた実質の材料費はわずか7万2000元だ。
金型を長持ちさせることでどれだけ節約できるかを考えると、材料コストにおける 3D プリントの長期的な優位性はさらに大きくなります。-
2. 加工コストはどれくらい？「多工程の直列接続」から「単一装置の統合」へ
昔ながらの金型の作り方では、切断、放電、ワイヤーカット、研磨など10以上の工程があります。これらのステップには、CNC マシニング センター、放電加工機、座標研削盤などの 5 ～ 8 台の機器が必要です。つまり、人件費や設備費が高額になるということです。 「デジタルモデル→印刷→精密加工」という 3 つのステップを金属 3D プリントで使用することで、プロセスを 3 ステップ未満に短縮できます。-これにより、必要な工具が 70% 増加し、労働力が 50% 増加します。
コスト構成を見ると、次のようになります。
伝統的な技術と3Dプリント技術のコストは1万元下がった。
設備の減価償却費 15 8 46.7%
作業には 1 時間あたり 6.35 ドルかかります。
使用されたエネルギーの 3 1.5 50%
総処理コストの 24 $12.5 47.9%
技術的ブレークスルーのポイント:
Zhongrui Technology の iSLM420 マシンには、多軸回転ワークテーブルが搭載されており、従来の方法で必要であった複数回クランプする必要がなく、金型キャビティ内で複雑な構造を直接印刷できます。-
ものづくりのためのハイブリッド技術: DMG 森の LASERTEC 65 3D 工作機械は、DED の加算機能と減算機能を組み合わせています。印刷と同時に表面を仕上げることで、後処理時間を 60% 削減します。-
3.「月次納品」から「日次対応」にかかるコスト
通常のキャスト開発サイクルには 4 ～ 8 週間かかり、その時間の半分以上がデザインの検証と変更に費やされます。金属 3D プリンティングでは「デザインの印刷テスト」を迅速に繰り返すため、サイクルが 3 ～ 7 日に短縮され、小ロットや幅広い生産ニーズに最適です。
業界での使用例:
自動車ビジネスでは、上海にあるテスラの工場が 3D プリントで大きなダイカストの金型を修正しています。{0}金型の損傷後は、わずか 72 時間で生産を再開できます。これは、通常の修理時間より 90% 早くなります。
家庭用電化製品: 携帯電話を製造する会社は、3D プリンティングを使用して試作金型を迅速に作成しました。これにより、新製品の製造にかかる時間が 18 か月から 12 か月に短縮され、市場機会を活用できるようになりました。
航空宇宙: あるエンジンブレードメーカーは、緊急の注文要件を満たすために、EB-DED 電子ビーム技術を使用して、ニッケル-ベースの高温-金型をわずか 72 時間で修正しました。
4. 品質コスト: 「受動的な修復」から「能動的な最適化」へ
従来の金型には、冷却システムの設計方法により、製品の変形や収縮跡などの欠陥がありました。最大 5 ～ 10% の故障率があります。金属 3D プリンティングでは、コンフォーマルな冷却水路を作成することで、金型温度の一貫性が 80% 向上し、製品の適合率が 98% 以上向上します。これにより、品質損失のコストが大幅に削減されます。
テクノロジーと経済の分析:
冷却効率の向上: 特定の家庭用デバイスのシェルモールドに 3D- プリントされたコンフォーマル水路を使用すると、冷却時間が 18 秒から 12 秒に短縮され、単一部品の製造に使用されるエネルギーが 22% 削減されました。
不良率の削減: 3D プリントを使用して車のドアハンドルの金型を修正したところ、製品の反り変形が 0.8 mm から 0.2 mm に減少し、不良による修理コストが 75% 節約されました。
長寿命: ダイカスト金型の内部格子構造により、熱破壊寿命が 5,000 サイクルから 12,000 サイクルに向上し、交換回数が 60% 削減されます。-
5. 大規模なコストダウンの方法：「一品カスタマイズ」から「量産」へ
金属 3D プリントは、単一の金型を作成する場合に大幅なコストを節約できますが、その真の価値は、大規模に使用する場合にコストを 10 分の 1 に削減できることにあります。現時点で、同社はコストを削減するために主に 4 つの方法を考え出しています。
スマート写植システム: フォーミュラを使用して印刷パスを改善することで、単一の成形体積が 4.5 倍に増加し、設備の使用率が 300% 増加しました。
粉末回収プロセス: 金属粉末の 95% がリサイクルできるため、単一の金型材料のコストが 28% 削減されます。
標準化された後処理: バッチ塗装や電気メッキなどの表面処理は現在、1 個あたりわずか 800 元で、以前 (従来の方法) より 60% 安くなります。
金型構造パラメータ ライブラリをセットアップすると、新しい金型の構築と設計にかかる時間が 70% 削減され、設計コストが 50% 削減されます。